JP2005529019A - A device that raises the temperature of tires on wheels to the temperature required for vehicle racing - Google Patents
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Abstract
車両レースに必要な温度にまでホイール(6)に付いたタイヤ(4)を昇温する装置(2)において、中でタイヤ(4)が加熱される容器(8)と、容器(8)内に位置決めされると共にホイール(6)が取付けられる取付手段(10)と、タイヤ(4)を加熱する周波数の電磁エネルギを発生させる発生手段(16)と、タイヤ(4)の温度を示す温度指示手段(18)と、タイヤ(4)が車両レースに必要な温度にまで制御可能に加熱されるように装置(2)の作動を制御する制御手段とを具備する。In the device (2) for raising the temperature of the tire (4) attached to the wheel (6) to the temperature required for the vehicle race, the container (8) in which the tire (4) is heated and the inside of the container (8) Mounting means (10) to which the wheel (6) is mounted, generating means (16) for generating electromagnetic energy of a frequency for heating the tire (4), and temperature indication indicating the temperature of the tire (4) Means (18) and control means for controlling the operation of the device (2) so that the tire (4) is controllably heated to the temperature required for the vehicle race.
Description
本発明は、自動車レースに必要な温度にまでホイールに付いたタイヤを昇温させる装置に関する。 The present invention relates to an apparatus for raising the temperature of a tire attached to a wheel to a temperature required for an automobile race.
モータスポーツ競技では、タイヤの温度は、例えばレーシングトラック表面のような表面に対するタイヤの接着力に直接的に影響を及ぼすことが知られている。タイヤの温度は、レース中に自然に上昇せしめられるか、または加熱されたカバーをタイヤに被せて実際のレースの前に取り外すように用いることによって人工的に上昇せしめられる。 In motor sports competition, it is known that the temperature of the tire directly affects the adhesion of the tire to a surface, such as the surface of a racing track. The temperature of the tire can be raised naturally during the race, or it can be raised artificially by using a heated cover over the tire and removed before the actual race.
タイヤをレース中に自然に加熱させる場合、レースの序盤において適切な表面接着力を提供するのに適した温度よりもタイヤの温度が低い期間が存在するのは自明である。一方、加熱されたカバーは、実際のレースの前にタイヤを加熱することができるが、タイヤを加熱する速度が遅く、またタイヤへ熱が浸透する深さが制限されたものとなり、この熱の浸透度は表面接触伝導に限定される。したがって、加熱されたカバーの使用は、特にレースのピットストップにおいて、タイヤを不十分な温度のままにしてしまう。このことは、タイヤがレース中に自然に加熱する間に貴重な時間をロスしてしまうことを意味する。 Obviously, if the tire is naturally heated during the race, there will be a period when the temperature of the tire is lower than that suitable to provide adequate surface adhesion in the early stages of the race. On the other hand, the heated cover can heat the tire before the actual race, but the heating speed is slow and the depth of heat penetration into the tire is limited. Penetration is limited to surface contact conduction. Thus, the use of a heated cover leaves the tire at an insufficient temperature, especially at race pit stops. This means that valuable time is lost while the tire naturally heats up during the race.
そこで、本発明の目的は、上述した問題を予防または減少させることにある。 Accordingly, an object of the present invention is to prevent or reduce the above-described problems.
本発明の非制限的な一つの実施形態では、車両レースに必要な温度にまでホイールに付いたタイヤを昇温させる装置において、中でタイヤが加熱される容器と、該容器内に配置されると共にホイールが取付けられる取付手段と、タイヤを加熱させる周波数の電磁エネルギを発生させる発生手段と、タイヤの温度を示す温度指示手段と、タイヤが車両レースに必要な温度にまで制御可能に加熱されるように当該装置の作動を制御する制御手段とを具備する装置が提供される。 In one non-limiting embodiment of the present invention, an apparatus for heating a tire attached to a wheel to a temperature required for a vehicle race, a container in which the tire is heated, and disposed in the container In addition, a mounting means for attaching the wheel, a generating means for generating electromagnetic energy having a frequency for heating the tire, a temperature indicating means for indicating the temperature of the tire, and the tire is controllably heated to a temperature required for the vehicle race. Thus, there is provided an apparatus comprising control means for controlling the operation of the apparatus.
本発明の装置は、車両レースに使用するための様々なタイヤに使用され得る。したがって、タイヤは、レーシングカー、自動二輪車およびゴーカート等の車両に使用されるものである。本発明の装置は、迅速且つ均一にタイヤを加熱する手段を提供する。選択された電磁エネルギの使用により、迅速に加熱でき且つ熱の浸透度を深いものとすることができる。本発明の装置は、便利よくレース場に運ぶことができる。本発明の装置は、ホイールに付いたタイヤを必要な温度にまで加熱するために容易に且つ安全に作動させることができる。 The device of the present invention can be used on various tires for use in vehicle racing. Therefore, tires are used for vehicles such as racing cars, motorcycles, and go-carts. The apparatus of the present invention provides a means for heating the tire quickly and uniformly. The use of selected electromagnetic energy allows for rapid heating and deeper heat penetration. The device of the present invention can be conveniently carried to the racetrack. The device of the present invention can be operated easily and safely to heat the tire on the wheel to the required temperature.
本発明の装置は、容器内でタイヤを確実に均一に加熱することができるようにホイールを回転させる回転手段を有する。回転手段はターンテーブルおよび駆動モータである。 The apparatus of the present invention has a rotating means for rotating the wheel so that the tire can be heated uniformly in the container. The rotating means is a turntable and a drive motor.
装置は、容器が一度に一つのタイヤのみを受容するのに適した大きさとなっているものである。これにより、当該装置を確実に持ち運び可能な小ささとすることができ、且つタイヤを迅速に装置に出し入れすることができるようになる。所望であれば、容器は一度に一つよりも多くのホイールが加熱されるようにされてもよい。 The device is such that the container is sized to receive only one tire at a time. As a result, the device can be made small enough to be carried reliably, and the tire can be quickly taken in and out of the device. If desired, the container may be such that more than one wheel is heated at a time.
通常、容器は、レース中に要求されるように容器へのホイールの迅速な出し入れを容易にしてホイールへのアクセスを容易にするために、迅速に開くように構成される。よって、容器は、ボディと、このボディの内部に完全にアクセスできるようにするドアとを具備してもよい。 Typically, the container is configured to open quickly to facilitate quick access of the wheel to the container and facilitate access to the wheel as required during the race. Thus, the container may comprise a body and a door that allows full access to the interior of the body.
通常、容器は円形であるが、所望であれば他の形状の容器が用いられてもよい。 Usually, the container is circular, but other shaped containers may be used if desired.
装置は、取付手段をホイールが位置決めされるスタッドとしたものである。或いは、取付手段は、適切な迅速ロック式および迅速解放式の取付手段であってもよい。 In the apparatus, the attachment means is a stud on which the wheel is positioned. Alternatively, the attachment means may be suitable quick lock and quick release attachment means.
ホイールは容器内で水平に取付けられる。或いは、ホイールは容器内で鉛直に取付けられる。ホイールの正確な取付位置は容器内へのホイールの出し入れを容易にするために普通に選択される。 The wheel is mounted horizontally within the container. Alternatively, the wheel is mounted vertically within the container. The exact mounting position of the wheel is usually selected to facilitate the loading and unloading of the wheel into the container.
発生手段は、電磁エネルギとしてマイクロ波エネルギを発生させる。マイクロ波エネルギは、マイクロ波加熱用の四つの許容される生産科学的なおよび医学的な周波数帯域と合致するようなものとされる。マイクロ波エネルギは、2450MHzのマイクロ波周波数電力におけるものである。マイクロ波エネルギは、一般的なマグネトロンバルブおよび導波組立体の形態の発生手段から発生せしめられるか、或いはソリッドステートのマイクロ波結合電力発生用電子部品配列(solid-state microwave coupling power generation electronic component arrangement)から発生せしめられる。 The generating means generates microwave energy as electromagnetic energy. The microwave energy is such that it matches four acceptable production scientific and medical frequency bands for microwave heating. Microwave energy is at microwave frequency power of 2450 MHz. Microwave energy can be generated from generating means in the form of common magnetron valves and waveguide assemblies, or solid-state microwave coupling power generation electronic component arrangement. ).
或いは、装置は発生手段が電磁エネルギとして無線周波数エネルギを発生させるものであってもよい。用いられる無線周波数エネルギは、誘電加熱用の三つの許容される生産科学的なおよび医学的な周波数帯域と合致するようなものとされる。無線周波数電力は13.56MHzのものが好ましい。この無線周波数エネルギは、ソリッドステートの電力発生用電子要素(solid state power generating electronic component)を用いて発生せしめられる。 Alternatively, the apparatus may be one in which the generating means generates radio frequency energy as electromagnetic energy. The radio frequency energy used is intended to be consistent with three acceptable production scientific and medical frequency bands for dielectric heating. The radio frequency power is preferably 13.56 MHz. This radio frequency energy is generated using a solid state power generating electronic component.
適切な温度指示手段がタイヤの温度を示すために使用される。したがって、例えば、タイヤの温度を遠隔的に検出する様々な方法が用いられる。タイヤの温度の遠隔的な検出は、材料の誘電正接および伝導率の測定に基づいて、予め確立されたコンパウンドの表面温度要求において全ての加熱を測定することができるように赤外線検出が用いられるのが好ましい。 Appropriate temperature indicating means are used to indicate the temperature of the tire. Thus, for example, various methods of remotely detecting tire temperature are used. The remote detection of the temperature of the tire is based on the measurement of the dielectric loss tangent and conductivity of the material, and infrared detection is used so that all heating can be measured at the pre-established compound surface temperature requirements. Is preferred.
本発明の装置は、金属製構成要素が装置の能動的部分を構成するようにされてもよい。本発明の装置は、マイクロ波キャビティの延長部としてまたは無線周波数アプリケータの一部として、ホイールハブのような金属構造体を使用することができるようにする。また、特に、タイヤが異なる誘導特性および伝導率のコンパウンドを有することが予想される場合に、特定のエネルギをシールドするために使用されてもよい。 The device of the present invention may be such that the metal components constitute an active part of the device. The device of the present invention allows the use of a metal structure such as a wheel hub as an extension of a microwave cavity or as part of a radio frequency applicator. It may also be used to shield specific energy, particularly when the tire is expected to have different inductive properties and conductivity compounds.
本発明の装置は容易に持ち運び可能であるように構成されるのが好ましい。したがって、装置は、慣用的に配置された交流電圧供給機または直流電圧供給機の固定されたまたは持ち運び可能な供給機を用いて、トラックの傍において高周波加熱エネルギを安全に発生させ且つ有するように使用される。交流電圧供給機は、特定のレース場における特定の電圧および周波数に適合可能であるか、または別個の持ち運び可能な発電機によって達成される。直流供給機は、典型的なモータスポーツ用のバッテリ電力パックシステムを介したものである。 The device of the present invention is preferably configured to be easily portable. Thus, the apparatus can safely generate and have high-frequency heating energy near the truck using a conventionally arranged AC voltage supply or a fixed or portable supply of DC voltage supply. used. The AC voltage supply is adaptable to a specific voltage and frequency at a specific racetrack or is achieved by a separate portable generator. The direct current feeder is via a typical motor sports battery power pack system.
本発明の装置は、互換性のある電磁的な抑制技術を使用している。本発明の装置における電磁エネルギの分配は、上述したホイールを回転させるための回転手段の替わりの静的手段によって達成されてもよい。 The device of the present invention uses compatible electromagnetic suppression techniques. The distribution of electromagnetic energy in the device of the invention may be achieved by static means instead of rotating means for rotating the wheel described above.
本発明の装置は、ピットレーンにおいてまたはレース場のスターティンググリッドにおいて容易に作動するように配設可能である。 The device of the present invention can be arranged to operate easily in the pit lane or in the starting grid of the racetrack.
本発明の第一の更なる実施形態では、タイヤを昇温するための装置は、例えば、放射手段、伝導手段および対流手段等によって達成される補足的な加熱と組み合わせるのに適している。かかる補足的な加熱の一つの例は、高周波サセプタ加熱技術を用いたものである。サセプタンスおよび磁化感受性(magnetic susceptibility)が共に用いられる。高周波サセプタ加熱技術の使用は、特にホイールハブを加熱するように材料基体に接着せしめられる強磁性材料(H面)を使用した場合、およびタイヤ昇温処理中に温度制御が「キュリー点(キュリー温度)」の測定によって達成される場合に有利である。サセプタ装置は、タイヤ昇温処理中において、高周波エネルギと高周波によって発生された熱的に制御された加熱とを組み合わせて熱を金属ホイールハブに伝達するように典型的にはホイール取付手段内に組み込まれる。 In a first further embodiment of the invention, the device for raising the temperature of the tire is suitable for combination with supplemental heating achieved, for example, by radiating means, conducting means and convection means. One example of such supplemental heating is using high frequency susceptor heating techniques. Both susceptance and magnetic susceptibility are used. The use of the high-frequency susceptor heating technology is particularly effective when using a ferromagnetic material (H surface) that is bonded to the material substrate to heat the wheel hub, and during the temperature rise process of the tire, the temperature control is “Curie point (Curie temperature). ) "Is advantageous. The susceptor device is typically incorporated in the wheel mounting means to combine the high frequency energy and thermally controlled heating generated by the high frequency to transfer heat to the metal wheel hub during the tire warming process. It is.
本発明の第二の更なる実施形態では、タイヤを昇温するための装置は、レース車両の構成に組み込まれる。高周波発生器は、調和のとれたタイヤ荷重に適切な周波数で車両構造および電磁場制御技術を用いて、電磁エミッションを安全に制御するように、車両に搭載されてもよい。高周波エネルギは、現場において要求されたように個々のホイールに加えられる。車載型無線遠隔測定フィードバックシステムが、レースイベント中に車両のタイヤの昇温要求を操作および制御するように用いられる。レース車両自体の電気供給機は、高周波エネルギを発生させる手段を提供する。 In a second further embodiment of the invention, the device for raising the temperature of the tire is incorporated into the configuration of the race vehicle. The high frequency generator may be mounted on the vehicle to safely control electromagnetic emissions using vehicle structure and electromagnetic field control techniques at a frequency appropriate for a harmonious tire load. High frequency energy is applied to the individual wheels as required in the field. An in-vehicle wireless telemetry feedback system is used to manipulate and control vehicle tire temperature demands during a race event. The electric supply of the race vehicle itself provides a means for generating high frequency energy.
以下、添付の図面を参照して単なる例として本発明の実施形態について説明する。 Embodiments of the present invention will now be described by way of example only with reference to the accompanying drawings.
まず、図1を参照すると、ホイール6に付いたタイヤ4を昇温させるための装置2が示されている。タイヤ4は車両レースに必要な温度にまで昇温され得る。装置2は容器8を具備し、この容器8内でタイヤ4が加熱される。また、装置2は、容器内に位置決めされた取付手段10を具備し、この取付手段10上にホイール6が取付けられる。より詳細には、ホイール6はハブ12を具備し、このハブ12は取付手段10の一部を形成する直立したスタッド14上に取付けられる。
First, referring to FIG. 1, an
装置2は、タイヤ4を加熱する周波数の電磁エネルギを発生させるための発生手段16を有する。タイヤ4の温度を示すために温度指示手段18が設けられる。タイヤ4が車両レースに必要な温度にまで制御可能に昇温されるように装置2の作動を制御するための制御手段(図示せず)が設けられる。
The
装置2は、容器8内のタイヤ4を確実に均一に加熱するためにホイール6を回転させるための回転手段20を有する。
The
容器8は、一度に一つのホイール6のみを受容するのに適する大きさとされる。容器8は、レース中において要求されるように容器8へのホイール6の迅速な出し入れを容易にしてホイール6に容易にアクセルすることができるようにするために迅速に開口するように構成させる。容器8は本体22とドア24とを具備することが示されている。ドア24は、ボディ2の内部へ完全にアクセスすることができるようにする。また、ドア24はチョーク配列26を有する。
The
図1から分かるように、ホイール6は容器8内において水平に取付けられる。回転手段20はターンテーブルおよび駆動モータを具備する。制御手段は駆動モータの速度制御装置28を有する。
As can be seen from FIG. 1, the
温度指示手段18は容器8の内部に位置決めされた温度センサである。所望であれば、一つよりも多い温度センサが用いられる。
The temperature indicating means 18 is a temperature sensor positioned inside the
発生手段16は、マグネトロン30と導波管32とを具備する。また、発生手段16は、交流または直流の供給機36によって電力供給されるマイクロ波電力供給ユニット34を具備する。
The generating means 16 includes a
容器8が閉じられているときに、ホイール6は取付手段10および回転手段20を介して回転され得る。高周波エネルギを加えることにより、タイヤが予め定められた温度になるまでタイヤが昇温せしめられる。予め定められた温度において、発生手段16はスイッチが切られるか、または予め定められた温度に維持するための小レベルの電磁エネルギを放射するように制御せしめられる。
When the
次に図2を参照すると、図1に示した装置の代わりの装置28が示されている。装置38の下方部分は、図2に示されているように装置2の下方部分と同一である。
Referring now to FIG. 2, a
図2では、比較および理解を容易ならしめるために、図1と同様な部品には同一の参照番号が付されている。図2では、図1において使用されていたマグネトロン30および導波管32が高周波電力供給ユニット40のソリッドステートのマイクロ波発生要素に交換されている。また、同調スタブおよびマイクロ波アンテナ列42を具備するフィードシステムが容器8内に位置決めされる。
2, parts that are the same as in FIG. 1 are given the same reference numbers for ease of comparison and understanding. In FIG. 2, the
図3は装置44を示しており、ここでも上記図面と同様な部品には同一な参照番号が付されている。図3では、装置44は容器8の寸法が周波数波長にほとんど依存していないものとなっている。このことは、無線周波数電極をタイヤ4の表面に直接的に隣接して位置決めすることができるようにする。金属ハブ12または別個の独立した構造体が、無線周波数電極46として使用される。無線周波数電力供給用の整合・制御ユニット48が用いられる。
FIG. 3 shows a
図4は、装置50を示しており、この装置50は、図3ではハブであった無線周波数電極46がここでは別個のプレートであるかまたは円形のアプリケータである無線周波数電極52である点を除いて図3に示された装置44と同様である。
FIG. 4 shows a
図5および図6においては、比較および理解を容易ならしめるために、上記図面と同様な部品には同一の参照番号が付されている。 In FIG. 5 and FIG. 6, the same reference numerals are given to the same parts as those in the above-mentioned drawings for easy comparison and understanding.
図5は、マイクロ波アンテナ列42または無線周波数電極52を有する装置を示している。また、容器構成8および高周波電源供給機40が図5に示した装置54において用いられる。車載式無線遠隔測定装置56が高周波電源供給機40に接続される。また、ライン58を介して車載式直流供給機にも接続される。
FIG. 5 shows a device having a
図6はレース車両62全体を用いた装置60を示している。図示されているように、同軸ケーブルを用いたフロントホイール側高周波接続部64が設けられる。また、遠隔測定制御システム66、電気供給機68および同軸ケーブルを使用したリアホイール側高周波接続部70が設けられる。電力供給機40は、適切な電力供給機である。
FIG. 6 shows a
添付の図面を参照して上述した本発明の実施形態は単なる例であり、修正されてもよい。 The embodiments of the invention described above with reference to the accompanying drawings are merely examples and may be modified.
Claims (13)
中でタイヤが加熱される容器と、
上記容器内に位置決めされると共にホイールが取付けられる取付手段と、
タイヤを加熱させる周波数の電磁エネルギを発生させる発生手段と、
タイヤの温度を示す温度指示手段と、
タイヤが車両レースに必要な温度にまで制御可能に加熱されるように当該装置の作動を制御する制御手段とを具備する装置。 In a device that raises the temperature of tires attached to wheels to the temperature required for vehicle racing,
A container in which the tire is heated,
Mounting means positioned within the container and to which a wheel is mounted;
Generating means for generating electromagnetic energy of a frequency for heating the tire;
Temperature indicating means for indicating the temperature of the tire;
A control means for controlling the operation of the device so that the tire is controllably heated to the temperature required for the vehicle race.
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